محققان دانشگاه گریفیث به پیشرفت‌هایی در حوزه نانو دست یافتند که می‌تواند برای جداسازی ذرات حساس زیستی بدن به کار گرفته شود. این یافته‌ها قابلیت جایگزینی روش‌هایی نظیر اولتراسانتریفیوژ و اولترافیلتراسیون را در تحقیقات زیستی دارند.
جایگزین موثرتری برای اولتراسانتریفیوژ و اولترافیلتراسیون ارائه شد
جون ژانگ و نوید کاشانی‌نژاد از مرکز میکرو و نانوتکنولوژی کوئینزلند گریفیث در مورد دو چالش کنونی حوزه‌ای به نام میکروسیالات تحقیق می‌کنند. نمونه‌برداری زیستی از طریق جداسازی نانوذرات و فناوری‌های پوشیدنی حوزه‌های مورد علاقه این دو دانشمند است.
میکرو الاستوفلویدیک از خم شدن و کشش برای فعال کردن مایعات استفاده می‌کند که منجر به تشخیص سریع‌تر و دقیق‌تر شرایط سلامتی می‌شود. پروفسور نگوین می‌گوید: «این فناوری امکان جابجایی دقیق با مقدار کمی از نمونه‌ها و معرف‌ها را فراهم می‌کند. تحقیقات من با هدف تاثیر میان مدت روی حوزه‌های مختلف بوده و نتایج آن از حسگرها خودروها با کوچک‌تر شدن در حد یک آزمایشگاه روی یک تراشه به سوی استفاده در دستگاه‌های پوشیدنی برای نظارت بر سلامت حرکت کرده است.»
به عنوان مثال، این گروه تحقیقاتی طیف وسیعی از دستگاه‌های کشش سلولی را برای مطالعه رفتار سلول در شرایط استرس مکانیکی توسعه داده‌اند. کارهای در حال انجام بر روی مدل‌های پوست، مدل‌های سرطان پوست، مدل‌های روده و مدل‌های عروق خونی هستند.
پروفسور نگوین گفت: «به‌عنوان مکمل این تحقیقات بنیادی، من اخیراً زمینه‌ای به نام میکرو الاسوفوئیدیک را ایجاد کرده‌ام که از کشش و انعطاف‌پذیری از مقیاس مولکولی به مقیاس دستگاهی برای مدیریت بهتر نمونه‌های مایع استفاده می‌کند.»
تحقیقات اخیر دکتر ژانگ بر جداسازی نانوذرات و نحوه استفاده از آن‌ها برای جمع‌آوری اطلاعات در مورد شرایط مختلف سلامت متمرکز شده است. این نانوذرات می‌توانند “وزیکول” خارج سلولی باشند که ذراتی هستند که توسط سلول‌های بدن ما به عنوان راهی برای برقراری ارتباط ترشح می‌شوند. دکتر ژانگ گفت: «استخراج این ذرات از نمونه‌های مایع مانند خون، اطلاعات زیادی در مورد شرایط سلامتی ارائه می‌کند.»
این ذرات ممکن است اثرات ضد التهابی و ضد پیری داشته باشند و به طور بالقوه به عنوان درمانی در برابر پیری و بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مانند آلزایمر عمل کنند. چالش این است که ذرات را بدون آسیب رساندن به جدا کنید. ابزارهای فعلی مانند اولتراسانتریفیوژ و اولترافیلتراسیون اغلب به این ذرات آسیب می‌رسانند.
روش دکتر ژانگ از یک پدیده منحصربه‌فرد فیزیک سیال به نام «میکروسیال‌های اینرسی» برای جلوگیری از آسیب رساندن به این ذرات مفید اما ظریف استفاده می‌کند.
دکتر ژانگ گفت: «پیشرفت‌ها در فناوری‌های میکروسیال تأثیر قابل‌توجهی بر حوزه زیست پزشکی گذاشته است.»
فن‌آوری‌های میکروسیال قابلیت بی‌سابقه‌ای را برای کنترل دقیق حرکت سیالات و آنالیت‌های محلول یا معلق در مقیاس میکرو ارائه می‌دهند. این آنالیت‌ها می‌توانند سلول‌های مختلف خون، باکتری‌ها، ویروس‌ها، DNA، RNA، پروتئین‌ها، گلوکز، لیپیدها و غیره باشند. و دستکاری و شناسایی دقیق این ذرات ریز برای تشخیص بیماری و نظارت بر شرایط سلامت در بدن انسان حیاتی است.